Os animais que se alimentam de madeira são chamados de xilófagos, e estima-se que os cupins comem entre 3 a 7 bilhões de toneladas de madeira por ano! (vendo esses números dá para entender porque a maioria das pessoas ainda acham que todos os cupins comem madeira, né? Mesmo apenas metade das espécies deles sendo xilófagas =).
Mas a nossa pergunta aqui é como, e porquê, os cupins conseguem digerir madeira? Bom, a resposta é: eles não conseguem! Pelo menos não totalmente sozinhos. Vamos então explorar um pouco dos processos que acontecem no intestino dos cupins!
Todo ser vivo precisa de energia para sobreviver, que é obtida através da alimentação. As moléculas que nós humanos utilizamos para obter energia são principalmente de açúcares e gorduras. Mas essas moléculas nem sempre estão disponíveis no alimento dos animais. Os açúcares, por exemplo, podem estar em cadeias maiores, formando polissacarídeos (poli de muitas, sacarídeos, são os açúcares). No nosso corpo, a energia que armazenamos é usada através da quebra de um destes polissacarídeos: o glicogênio. Porém, alguns desses polissacarídeos podem ser difíceis de quebrar em pedaços pequenos (em açúcares) para que os animais possam aproveitar sua energia.
No caso dos cupins xilófagos, que não comem doces, a energia é obtida da quebra de um polissacarídio diferente, a celulose (na verdade a lignocelulose, que incluí lignina, celulose e hemicelulose, mas vamos chamar aqui só de celulose para facilitar). A celulose é muito abundante nos tecidos vegetais, e se organiza em fibras bem resistentes. Isso acontece pois suas moléculas se encaixam muito bem, como colheres na gaveta. Para entender o quanto é difícil quebrar essas moléculas, veja no caso das vacas, que também comem alimento rico em celulose (o capim): elas possuem 4 estômagos e ajuda de microrganismos para quebrar a celulose da grama.
Então…
Como os cupins conseguem se dar bem comendo tanta madeira?…
Para quebrar a celulose e aproveitar a energia contida nela, são necessárias celulases, isto é, enzimas que quebram a celulose. Ainda hoje existe um debate se os cupins têm ou não a capacidade de digerir, e sobreviver bem apenas com suas próprias celulases. Mas, como diria o coach, a união faz a força!
Acontece que, como falamos lá no início, os cupins não estão sozinhos nessa tarefa. Eles contam com a ajuda de microrganismos simbióticos que vivem em seus intestinos. Essa é uma relação mutualística, onde tanto os microrganismos quanto os cupins precisam um do outro para sobreviver. A diversidade de microrganismos varia muito entre diferentes grupos de cupins, mas em um único indivíduo, podem ser encontradas mais de 300 espécies de microrganismos! Além disso, representantes de todos os domínios da vida podem ser simbiontes intestinais dos cupins: Archaea, Bacteria e Eukarya. A principal diferença, entretanto, está na presença ou não de alguns eucariotos, de um grupinho chamado Parabasalia (Protistas).
Todas as famílias de cupins, exceto Termitidae, contém esses Parabasalia em seus intestinos, que são grandes o suficiente para engolir fagocitar pedaços de madeira, digerindo a celulose dentro de seus corpos. Eles dividem espaço com várias espécies de bactérias, e tem algumas que inclusive vivem dentro deles. Estas bactérias internas ajudam o eucarioto na produção de aminoácidos, e a fixar nitrogênio, que é um elemento muito importante para manutenção do metabolismo desses organismos.
Já para a família Termitidae (que representa 75% das espécies de cupins), o auxílio na digestão é feito exclusivamente por bactérias e arquéias, o que possibilitou uma enorme diversificação da dieta (lembra lá no começo do texto, quando falamos que apenas 50% dos cupins eram xilófagos? Pois é, as outras espécies estão todas nesse grupo, e comem húmus, gramíneas, serapilheira ou líquens – mas esses carinhas são tema para outro texto, hoje estamos falando dos xilófagos!).
Mesmo estes cupins tendo diferentes grupos de microrganismos em seus intestinos, os produtos da digestão efetuada por eles é essencialmente o mesmo. Nos cupins não-Termitidae, a celulose é quebrada pelas celulases dos Parabasalia, gerando hidrogênio e acetato. Algumas bactérias usam o hidrogênio para gerar mais acetato, e outras bactérias então convertem esse acetato em outros ácidos graxos (gorduras), que vão ser úteis aos cupins. Nos cupins Termitidae, esse processo é feito totalmente por bactérias, mas gerando os mesmos produtos. Estes compostos gerados pelos micróbios são então usados pelo próprio cupim para produzir as diferentes moléculas que serão usadas como fonte de energia.
Além de todo o trabalho que os microrganismos realizam em vida, quando eles morrem eles são usados pelos cupins como fonte de nutrientes, como o nitrogênio, que é muito importante pois a madeira é muito pobre neste elemento essencial para o metabolismo animal. Essa “parceria” entre cupins e simbiontes intestinais já dura há milhões de anos, e é uma das responsáveis não só pelo sucesso evolutivo dos cupins, mas também por uma das suas mais conhecidas características, que é comer madeira.
Texto por: Gustavo Pires Matheus
Referências:
Brune, A., & Dietrich, C. (2015). The gut microbiota of termites: digesting the diversity in the light of ecology and evolution. Annual review of microbiology, 69, 145-166.
Breznak, J. A., & Pankratz, H. S. (1977). In situ morphology of the gut microbiota of wood-eating termites [Reticulitermes flavipes (Kollar) and Coptotermes formosanus Shiraki]. Applied and environmental microbiology, 33(2), 406-426.
Breznak, J. A. (1982). Intestinal microbiota of termites and other xylophagous insects. Annual Reviews in Microbiology, 36(1), 323-323.
Muito bom texto sobre um assunto tão complexo! Parabéns!
Obrigado Eliana! =)
muito bom!
Obrigado! =)